【課件】活化能（人教版2019選擇性必修1）

第3課時(shí)

活化能第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)速率知識(shí)與技能1.構(gòu)建碰撞理論，運(yùn)用碰撞理論解釋外因?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率的影響。2.了解化學(xué)反應(yīng)是有歷程，了解催化劑通過改變反應(yīng)歷程、反應(yīng)活化能改變反應(yīng)速率。過程與方法情感態(tài)度與價(jià)值觀初步學(xué)會(huì)從化學(xué)視角去觀察生活、生產(chǎn)和社會(huì)中有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的問題。體驗(yàn)理論科學(xué)探究的喜悅，從而培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和積極探索的科學(xué)精神。通過對(duì)溫度、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響的探討，培養(yǎng)學(xué)生定量探究問題的意識(shí)及分析、處理數(shù)據(jù)并從中獲取信息的能力，初步了解調(diào)控化學(xué)反應(yīng)快慢的思路。123學(xué)習(xí)目標(biāo)教學(xué)引入：通過生活經(jīng)驗(yàn)和之前所學(xué)知識(shí)，我們知道，不同化學(xué)反應(yīng)速率不同，濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑也會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率。這些從宏觀上都已得到證實(shí)，從微觀上我們?cè)趺蠢斫膺@些反應(yīng)速率不同？簡(jiǎn)單的碰撞理論

有

效

碰

撞011.1基元反應(yīng)

反應(yīng)歷程

研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)并不是經(jīng)過簡(jiǎn)單碰撞就能完成的，而往往經(jīng)過多個(gè)反應(yīng)步驟才能實(shí)現(xiàn)，例如，2HI==H2+I2

第一步：2HI→2I?+H2

第二步：2I?→I2微粒I·存在未成對(duì)電子，它稱為自由基，自由基的反應(yīng)活性很強(qiáng)，但是壽命極短。資料卡片

這其中的每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)。這兩個(gè)先后進(jìn)行的基元反應(yīng)反映了2HI=H2+I2的反應(yīng)歷程。反應(yīng)歷程又稱反應(yīng)機(jī)理。

1.1基元反應(yīng)

反應(yīng)歷程基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物的分子必須發(fā)生碰撞?；磻?yīng)的總和稱為總反應(yīng)?；磻?yīng):通過碰撞一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)。反應(yīng)歷程（反應(yīng)機(jī)理）:基元反應(yīng)構(gòu)成的反應(yīng)序列稱為反應(yīng)歷程。第一步：2HI→2I?+H2

第二步：2I?→I22HI=H2+I2

1.2簡(jiǎn)化的有效碰撞模型分子無規(guī)則高速運(yùn)動(dòng)彼此碰撞（每秒約1028次）有效碰撞無效碰撞

通常情況下，當(dāng)氣體的濃度為1mol/L，在每立方厘米、每秒內(nèi)反應(yīng)物分子間的碰撞可達(dá)到1028次。發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞?；瘜W(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件某一化學(xué)反應(yīng)的速率大小與單位時(shí)間、單位體積內(nèi)有效碰撞的次數(shù)有關(guān)。HIHI能量（活化能）普通分子活化分子有效碰撞的過程，如下動(dòng)圖所示：1.分子吸收足夠的能量，變?yōu)槟馨l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活化分子。1.2簡(jiǎn)化的有效碰撞模型I2H2有效碰撞的過程，如下動(dòng)圖所示：2.發(fā)生碰撞的分子有合適的取向。1.2簡(jiǎn)化的有效碰撞模型1.2簡(jiǎn)化的有效碰撞模型有效碰撞的條件①反應(yīng)物分子具有較高的能量②發(fā)生碰撞的分子有適合的取向1）碰撞時(shí)的能量不足2）碰撞時(shí)的取向不合適3）有效碰撞1.2簡(jiǎn)化的有效碰撞模型1.3活化分子和活化能1.活化分子具有較高能量，能夠發(fā)生有效碰撞的分子。結(jié)論：發(fā)生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。推論：有效碰撞次數(shù)的多少與單位體積內(nèi)反應(yīng)物中活化分子的多少有關(guān)。1.3活化分子和活化能2.活化分子百分?jǐn)?shù)活化分子百分?jǐn)?shù)=×100%活化分子數(shù)反應(yīng)物分子總數(shù)反應(yīng)速率與活化分子的百分?jǐn)?shù)成正比。其他條件不變時(shí)，同一反應(yīng)活化分子在反應(yīng)物中所占的百分?jǐn)?shù)是一定的。1.3活化分子和活化能3.活化能活化分子高出反應(yīng)物分子平均能量的部分?；罨艿拇笮∈怯煞磻?yīng)物分子的性質(zhì)決定?；罨茏饔茫菏狗磻?yīng)物活化，從而啟動(dòng)反應(yīng)或改變反應(yīng)速率?；罨芑罨肿?.3活化分子和活化能活化分子的多少與該反應(yīng)的活化能的大小關(guān)系：1.活化能越小，則一般分子成為活化分子越容易，則活化分子越多，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞越多，反應(yīng)速率越快。2.活化能越小，一般分子成為活化分子越容易，則反應(yīng)條件越簡(jiǎn)單?；罨芨?，反應(yīng)難；活化能低，反應(yīng)易。1.4化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物、生成物的能量和活化能的關(guān)系活化分子活化能活化分子變成生成物分子放出的能量該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)?活化能與反應(yīng)熱有關(guān)嗎?E1-E2是反應(yīng)熱即逆反應(yīng)的活化能小結(jié)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所經(jīng)歷的過程普通分子活化分子有效碰撞發(fā)生反應(yīng)吸收能量取向合適新物質(zhì)能量單位體積活化分子數(shù)越多，有效碰撞次數(shù)越多（或幾率越大）。單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)越多（或幾率越大），化學(xué)反應(yīng)速率越快。1.下列說法錯(cuò)誤的是（）①具有較高能量的分子發(fā)生有適當(dāng)取向的碰撞，才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。②發(fā)生有效碰撞的分子都是活化分子。③活化分子間的碰撞都是有效碰撞。④反應(yīng)熱△H=正反應(yīng)的活化能—逆反應(yīng)的活化能。⑤活化能指活化分子多出反應(yīng)物分子平均能量的那部分能量。⑥普通分子間的碰撞有時(shí)候也能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。A.①④B.③⑥

C.④⑤⑥D(zhuǎn).②⑤B課堂檢測(cè)

碰撞理論解釋外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響022.1濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響分子總數(shù):20活化分子數(shù):6活化分子百分?jǐn)?shù):30%分子總數(shù):10活化分子數(shù):3活化分子百分?jǐn)?shù):30%增大濃度單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加單位時(shí)間有效碰撞次數(shù)增加反應(yīng)速率加快活化分子百分比不變2.2溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響升高溫度活化分子百分?jǐn)?shù)增加單位時(shí)間有效碰撞次數(shù)增加反應(yīng)速率加快升溫分子運(yùn)動(dòng)加快，碰撞頻率增加。2.3壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

對(duì)氣體來說，若其他條件不變，增大壓強(qiáng)，就是增加反應(yīng)物各氣體物質(zhì)的濃度。結(jié)論：壓強(qiáng)改變的實(shí)質(zhì)：是對(duì)反應(yīng)物各氣體物質(zhì)濃度產(chǎn)生了影響，而引起反應(yīng)速率發(fā)生變化。2.3壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響分子總數(shù):10活化分子數(shù):3活化分子百分?jǐn)?shù):30%分子總數(shù):10活化分子數(shù):3活化分子百分?jǐn)?shù):30%增大濃度單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加單位時(shí)間有效碰撞次數(shù)增加反應(yīng)速率加快增大壓強(qiáng)活化分子百分比不變2.3壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響恒溫恒容通入少量惰性氣體:Ar總氣壓增大反應(yīng)物濃度不變單位體積活化分子數(shù)不變化學(xué)反應(yīng)速率不變恒溫恒壓通入少量惰性氣體：總氣壓不變單位體積活化分子數(shù)減小密閉容器體積增大反應(yīng)物濃度減小單位時(shí)間有效碰撞次數(shù)不變單位時(shí)間有效碰撞次數(shù)減小化學(xué)反應(yīng)速率減小壓強(qiáng)的真變與假變2.4催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響1.催化劑：參與化學(xué)反應(yīng)，改變反應(yīng)途徑，但反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變的物質(zhì)。2.催化劑作用：可以降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，也就等于提高了活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而提高了有效碰撞的頻率，反應(yīng)速率大幅提高。降低反應(yīng)活化能活化分子百分?jǐn)?shù)增大，活化分子數(shù)增多單位時(shí)間有效碰撞次數(shù)增加反應(yīng)速率加快使用催化劑2.4催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響1.催化劑可以改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)的熱效應(yīng)。2.催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)方向3.同一催化劑能同等程度地改變化學(xué)反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率。課堂檢測(cè)2.下列說法錯(cuò)誤的是：（

）①碰撞理論認(rèn)為，反應(yīng)物分子間進(jìn)行碰撞才可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)②活化分子間的碰撞一定是有效碰撞③催化劑加快反應(yīng)速率的本質(zhì)是降低了反應(yīng)的活化能④只有增加活化分子的百分含量才能加快反應(yīng)速率⑤對(duì)于基元反應(yīng)而言，溫度升高，反應(yīng)速率一定增加A．①④ B．②④ C．③⑤ D．②⑤B課堂檢測(cè)3.下列說法不正確的是:（

）A．圖甲中曲線II可以表示催化劑降低了反應(yīng)的活化能B．圖乙中HI分子發(fā)生了有效碰撞C．鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)活化能很小D．增大反應(yīng)物濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加B課堂檢測(cè)3.下列說法不正確的是:（

）A．圖甲中曲線II可以表示催化劑降低了反應(yīng)的活化能B．圖乙中HI分子發(fā)生了有效碰撞C．鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)活化能很小D．增大反應(yīng)物濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增加B4.已知H2O2分解反應(yīng)為：2H2O2=2H2O+O2△H<0。在含少量I-的溶液中，H2O2的分解機(jī)理為：①

H2O2＋I(xiàn)-=H2O＋I(xiàn)O-△H>0慢

②

△H<0快H2O2+IO-=H2O+O2+I-思考與交流（1）此過程機(jī)理中

催化劑，

中間產(chǎn)物。（2）I-的濃度能否影響反應(yīng)速率？I-IO-可以對(duì)于由多個(gè)基元反應(yīng)組成的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)的快慢由最慢的一步基元反應(yīng)決定。資料卡片